船舶纵向运动水动力参数模型的建立及分析

针对船舶在海上运动的全天候情况,在分析442T水面舰艇水动力参数的基础上,提出了一种建立船舶纵向运动水动力参数模型的方法.基于船模水池实验,依据切片理论得到典型海况下的水动力参数,采用最小二乘法和插值法建立船舶纵向运动全天候水动力参数模型并进行仿真研究.结果表明该模型合理并且实用;该模型可实时在线的计算出船舶在任何航向、航速及海情下的且与频率无关的水动力参数,从而构造出船舶纵向运动控制模型.     

基于解析模型法的机器人动力学建模自动生成软件系统

基于改进的机器人动力学解析（数字-符号）模型算法,研制出用于机器人动力学自动建模的计算机辅助生成软件。在计算机上自动生成机器人的动力学模型元素与运动方程,并产生动力学模型的实时代码。采用的解析模型算法改进了动力模型多项式结构矩阵的优化算法,还简化了代码输出程序,大大减少了中间变量与赋值语句。提高了运算速度及导致最少的浮点乘/加数。该软件还带有图形接口,用于仿真时具有动画显示功能。     

基于计算流体动力学的两栖车辆水动力特性数值计算

应用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)理论,建立某型两栖车模型带自由表面粘性绕流场的数学模型,阐述求解的数值计算方法.采用RNG κ-ε湍流模型、流体体积法(volume of fluid,VOF)和压力隐式算子分割(Pressure implicit with splitting ofoperators,PISO)算法,运用FLUENT软件对车体绕流场进行三维瞬态数值计算,得到绕流场的速度与压力分布、阻力和兴波特性,并结合相关试验数据验证了数值方法的正确性,解决了以往由于忽略兴波特性导致数值计算结果随航速提高误差不断增大的问题.在此基础上,对该两栖车外形提出了优化方案,计算分析车体首、尾端切角及车轮不同收、放状态对绕流场的影响.计算结果表明,两栖车改进后的水动力性能有了较大改善,航速10 km/h时,减阻效果可达原车总阻力的51.2%,为减阻提速的研究提供了一定的参考.     

船舶横向运动姿态及受扰卡尔曼估计的鲁棒性能概率建模

考察船舶水动力参数在标称值附近按均匀分布发生随机变化时,船舶横向运动姿态及受扰kalman估计的统计性能.针对某船,在5级海情,18节航速及45.航向工况下,当船舶水动力参数按均匀分布发生±10%,±25%随机变化时,给出船舶姿态及受扰估计的鲁棒性能概率建模及其应用.     

船舶横向运动姿态及受扰卡尔曼估计的鲁棒性能概率建模

考察船舶水动力参数在标称值附近按均匀分布发生随机变化时,船舶横向运动姿态及受扰kalman估计的统计性能.针对某船,在5级海情,18节航速及45°航向工况下,当船舶水动力参数按均匀分布发生±10%,±25%随机变化时,给出船舶姿态及受扰估计的鲁棒性能概率建模及其应用.     

基于电路平均模型的ZVS三电平DC—DC变换器小信号模型

采用电路平均模型的建模方法,对零电压软开关三电平直流变换器进行建模.在SIMetrix软件仿真环境下进行小信号分析,避免了复杂的数学计算.通过实验研究验证了小信号分析的正确性,理论分析与实验结果做到了良好的吻合.     

6-PTRT并联机构位置模型工作空间的解析描述及几何求解

并联机构的位姿工作空间很难用数学表达式予以解析描述,因此其求解通常采用数值方法。文章在定义并联机构模型工作空间概念的基础上,以正骨并联机器人为研究对象,推导了其位置模型工作空间的数学解析表达式。在此基础上用几何建模的方法求解了其动平台转角为零时机构的位置模型工作空间。并联机构工作空间的数学解析描述是建立工作空间指标与机构参数间解析关系的基础,对并联机构参数的解析优化具有一定意义。     

带桨考古AUV外形设计优化及水动力分析

考虑AUV运动过程中推进器螺旋桨转动引起其周围流场的变化，提出了基于动流场的带浆考古AUV水动力分析，进而优化了AUV壳体外形参数以有效减小AUV壳体阻力。首先，利用solidworks设计考古AUV的壳体参数模型，建立其运动状态水阻力模型；然后，基于滑移网格的思想，提出建立考古AUV本体及推进器螺旋桨的动流场，获得考古AUV在动流场中额定航速下带桨与不带浆状态下的摩擦阻力、粘压阻力及螺旋桨进速等水动力数值；最后，采用遗传算法进行考古AUV壳体外形参数的多目标优化。仿真分析结果表明，优化后考古AUV优化后带桨状态下壳体阻力下降0.7005N，船身效率增加6.23%，有效降低考古AUV的水阻力并增大容积，从而减少能耗，提高航速及续航能力。     

机器人运动学模型建立的改进DH方法及正反解计算

为解决三维绘图软件中刚体描述方式与传统机器人DH模型中坐标系描述方式不一致,导致设计人员对机器人结构修改带来不便的问题,提出了一种改进DH模型方法,用于建立机器人运动学模型,并对模型进行运动学正反解计算。通过对计算得到的解析解与数值仿真结果进行对比,验证改进方法的可行性。结果表明,改进DH模型法有较好的运动学正反解求解效果,是一种有效的机器人运动学建模方法,对机器人运动学建模方式具有一定参考价值。     

支持复杂物理系统设计的多领域统一建模平台

针对复杂物理系统工程设计中多领域之间耦合并需要统一建模的问题,研究了基于Modelica语言多领域统一建模平台所涉及的文本建模、可视化建模、文本关联和模型解析等关键技术,并开发了相应的平台.开发了支持关键字高亮技术的文本编辑器,实现了文本建模;提出了模型库的序列化加载策略以提高模型库的加载速度;采用文本关联修改技术,保证了可视化建模中的模型与Modelica描述文本的一致性;通过词法分析、语法分析和语义检查等解析机制对文本建模或可视化建模所建立的Modelica模型进行合法性检查.最后给出了建模实例.